Bandwidth lan responsivitas fotodetektor

Bandwidth lan tanggung jawab sakafotodetektor
Nalika milihFotodetektor InGaAs, kabeh wong pengin spesifikasi sing padha: bandwidth ing ndhuwur 10 GHz lan responsivitas ing ndhuwur 0,9 A/W. Sawise mbukak-mbukak manual data, aku nemokake yen rong angka iki ora tau katon ing piranti sing padha. Responsivitas bandwidth sing dhuwur mung 0,5 A/W utawa malah luwih murah, lan bandwidth responsif sing dhuwur mung sawetara atus MHz. Iki dudu masalah teknis karo pabrikan - bandwidth lan responsif pancen kontradiksi ing fisika, lan sampeyan ora bisa duwe loro-lorone.
Bandwidth lan responsivitas minangka kontradiksi fisik sing ana gandhengane, sing asale saka parameter kritis kekandelan lapisan panyerepan. Nambah kekandelan lapisan panyerepan bisa nambah efisiensi kuantum (kanthi mangkono nambah responsivitas), nanging bakal nambah wektu transit pembawa muatan (kanthi mangkono nyuda bandwidth); Kosok baline. Mulane, ing desain fotodetektor PIN standar, loro-lorone ora bisa digayuh bebarengan lan kudu ana kompromi.
Rencana terobosan industri:
Artikel iki ngenalake telung solusi teknologi canggih sing tujuane kanggo ngatasi kontradiksi iki:
Detektor tipe Waveguide (WGPD): Misahaké arah rambatan cahya saka arah hanyutan pembawa muatan, lan bisa nggayuh bandwidth dhuwur (>40 GHz) lan responsivitas dhuwur (>0,9 A/W) bebarengan, nanging prosès iki rumit lan biayané larang.
Fotodetektor Transportasi Pembawa Searah (UTC-PD): Mung nggunakake elektron kecepatan tinggi kanggo hanyutan, ngilangi watesan wektu transit bolongan kecepatan rendah, bisa entuk bandwidth sing dhuwur banget (>100 GHz) lan umum digunakake ing komunikasi kecepatan tinggi lan medan terahertz.
Fotodetektor sing ditingkatake rongga resonansi (RCE): Nggunakake rongga resonansi optik kanggo nambah panyerepan cahya ing lapisan panyerepan sing tipis, bisa nambah efisiensi kuantum nalika njaga bandwidth sing dhuwur, nanging bandwidth operasi (rentang spektral) sempit banget.
Saran kanggo milih proyek:
Jlentrehake prioritas syarat: Kapisan, nemtokake syarat bandwidth minimal kanggo fotodetektor adhedhasar bandwidth sinyal sistem (kanthi margin 3 kali), banjur pilih model kanthi responsif paling dhuwur ing kahanan iki.
Gatekna indikator tingkat sistem: Nalika ngevaluasi fotodetektor, perhatian kudu diwenehake marang daya setara gangguan (NEP) lan sensitivitas sistem, ora mung responsivitas, amarga responsivitas sing dhuwur bisa uga dibarengi karo gangguan sing dhuwur.
Coba pikirakeFotodetektor APDing skenario daya rendah: Nalika daya cahya sing teka sithik banget (kayata <-30 dBm), gain internal fotodioda longsoran (fotodetektor APD) bisa digunakake kanggo ngimbangi kurang responsif, nanging kudu digatekake gangguan sing berlebihan.
Milih WGPD kanthi syarat dhuwur lan anggaran dhuwur: Nalika sistem mbutuhake bandwidth dhuwur (>20 GHz) lan responsivitas dhuwur (>0,8 A/W), detektor PIN standar ora bisa memenuhi syarat kasebut, lan detektor jinis waveguide (WGPD) kudu ditimbang langsung.
Dudutan:
Tukar tambah responsifitas bandwidth saka standarDetektor foto PINminangka watesan fisik sing ana ing njero ati. Kanggo ngatasi masalah kasebut, inovasi dibutuhake ing struktur piranti kanggo misahake jalur panyerepan cahya saka jalur transit operator kanthi fisik. Solusi kelas atas nduweni kinerja sing apik banget nanging biaya sing larang, mula ing praktik teknik, isih perlu nggawe kompromi antarane skenario aplikasi tartamtu, syarat kinerja, lan anggaran.